Ansiklopedik YouTube
1 / 5
✪ Uzay Gemisi Dünyası (Bölüm 14) - Atmosfer
✪ Atmosfer neden uzay boşluğuna çekilmedi?
✪ Soyuz TMA-8 uzay aracının Dünya atmosferine girişi
✪ Atmosfer yapısı, anlamı, çalışması
✪ O. S. Ugolnikov "Üst Atmosfer. Dünya ve Uzayın Buluşması"
Altyazılar
Atmosfer sınırı
Atmosfer, gaz ortamının Dünya ile birlikte tek bir bütün olarak döndüğü, Dünya çevresindeki bölge olarak kabul edilir. Atmosfer, Dünya yüzeyinden 500-1000 km yükseklikte başlayarak ekzosferde yavaş yavaş gezegenler arası uzaya geçer.
Uluslararası Havacılık Federasyonu'nun önerdiği tanıma göre atmosfer ve uzayın sınırı, yaklaşık 100 km yükseklikte bulunan ve üzerinde havacılık uçuşlarının tamamen imkansız hale geldiği Karman hattı boyunca çiziliyor. NASA, mekiklerin motorlu manevradan aerodinamik manevraya geçtiği atmosferik sınır olarak 122 kilometre (400.000 ft) işaretini kullanıyor.
Fiziki ozellikleri
Tabloda belirtilen gazlara ek olarak atmosferde Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, hidrokarbonlar, HCl, HBr, buharlar, I 2, Br 2 ve diğer birçok gaz bulunur. küçük miktarlarda. Troposfer sürekli olarak büyük miktarda askıda kalan katı ve sıvı parçacıklar (aerosol) içerir. Dünya atmosferindeki en nadir gaz radondur (Rn).
Atmosferin yapısı
atmosferik sınır tabakası
Dünya yüzeyinin durumu ve özelliklerinin atmosfer dinamiklerini doğrudan etkilediği troposferin alt katmanı (1-2 km kalınlığında).
Troposfer
Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve tropik enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yaza göre daha düşüktür. Atmosferin alt ana katmanı, toplam atmosferik hava kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan tüm su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar ortaya çıkar, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Yükseklik arttıkça sıcaklık ortalama 0,65°/100 m dikey eğimle azalır
Tropopoz
Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklık düşüşünün durduğu bir katman.
Stratosfer
Atmosferin 11 ila 50 km yükseklikte bulunan katmanı. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmanda sıcaklığın -56,5'ten 0,8 °'ye (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) artmasıyla karakterize edilir. Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Sabit sıcaklıktaki bu bölgeye stratopoz adı verilir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.
Stratopoz
Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum (yaklaşık 0 °C) vardır.
Mezosfer
Termosfer
Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km yüksekliğe kadar yükselir, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaşır, daha sonra yüksek rakımlara kadar neredeyse sabit kalır. Güneş radyasyonunun ve kozmik radyasyonun etkisi altında, havanın iyonlaşması (“auroralar”) meydana gelir - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki rakımlarda atomik oksijen hakimdir. Termosferin üst sınırı büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Faaliyetin düşük olduğu dönemlerde - örneğin 2008-2009'da - bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma olur.
Termopause
Atmosferin termosfere bitişik bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının emilimi ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık gerçekte yükseklikle değişmez.
Ekzosfer (saçılma küresi)
100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yüksekliğe göre dağılımı molekül ağırlıklarına bağlıdır; daha ağır gazların konsantrasyonu, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle sıcaklık stratosferde 0 °C'den mezosferde -110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi, ~150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde zaman ve uzayda sıcaklık ve gazların yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.
Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş sözde yakın uzay boşluğu gezegenler arası gazın nadir parçacıklarıyla, özellikle de hidrojen atomlarıyla doludur. Ancak bu gaz gezegenler arası maddenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Diğer kısım kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz parçacıklarından oluşur. Son derece inceltilmiş toz parçacıklarına ek olarak, güneş ve galaktik kökenli elektromanyetik ve korpüsküler radyasyon bu boşluğa nüfuz eder.
Gözden geçirmek
Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık% 80'ini, stratosfer - yaklaşık% 20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değildir, termosfer ise atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden azdır.
Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre ayırt edilirler. nötrosfer Ve iyonosfer .
Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak yayarlar. homosfer Ve heterosfer. Heterosfer- Bu, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği alandır, çünkü bu yükseklikte gazların karışması ihmal edilebilir düzeydedir. Bu, heterosferin değişken bir bileşimini ima eder. Bunun altında, atmosferin iyi karışmış, homojen bir kısmı olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause adı verilir ve yaklaşık 120 km yükseklikte yer alır.
Atmosferin diğer özellikleri ve insan vücudu üzerindeki etkileri
Zaten deniz seviyesinden 5 km yükseklikte, eğitimsiz bir kişi oksijen açlığı yaşamaya başlar ve uyum sağlamadan kişinin performansı önemli ölçüde azalır. Atmosferin fizyolojik bölgesi burada bitiyor. Yaklaşık 115 km'ye kadar atmosferde oksijen bulunmasına rağmen, 9 km yükseklikte insanın nefes alması imkansız hale gelir.
Atmosfer bize nefes almamız için gerekli olan oksijeni sağlar. Ancak yükseklere çıkıldıkça atmosferin toplam basıncının düşmesi nedeniyle oksijenin kısmi basıncı da buna bağlı olarak azalır.
Seyreltilmiş hava katmanlarında sesin yayılması imkansızdır. 60-90 km irtifalara kadar kontrollü aerodinamik uçuş için hava direncini ve kaldırma kuvvetini kullanmak hâlâ mümkündür. Ancak 100-130 km'lik irtifalardan başlayarak, her pilotun aşina olduğu M numarası ve ses bariyeri kavramları anlamını yitiriyor: Oradan, ötesinde yalnızca balistik uçuş bölgesinin başladığı geleneksel Karman hattı geçiyor. reaktif kuvvetler kullanılarak kontrol edilebilir.
100 km'nin üzerindeki rakımlarda, atmosfer başka bir dikkat çekici özellikten yoksun kalır - termal enerjiyi konveksiyon yoluyla (yani havayı karıştırarak) emme, iletme ve iletme yeteneği. Bu, yörüngesel uzay istasyonundaki çeşitli ekipman elemanlarının, genellikle uçakta yapıldığı gibi, hava jetleri ve hava radyatörleri yardımıyla dışarıdan soğutulamayacağı anlamına gelir. Bu yükseklikte, genel olarak uzayda olduğu gibi, ısıyı aktarmanın tek yolu termal radyasyondur.
Atmosfer oluşumunun tarihi
En yaygın teoriye göre, Dünya'nın atmosferi tarih boyunca üç farklı bileşime sahip olmuştur. Başlangıçta gezegenler arası uzaydan yakalanan hafif gazlardan (hidrojen ve helyum) oluşuyordu. Bu sözde birincil atmosfer. Bir sonraki aşamada aktif volkanik aktivite, atmosferin hidrojen dışındaki gazlarla (karbon dioksit, amonyak, su buharı) doymasına neden oldu. Bu şekilde oluştu ikincil atmosfer. Bu atmosfer onarıcıydı. Ayrıca, atmosfer oluşum süreci aşağıdaki faktörlerle belirlendi:
- hafif gazların (hidrojen ve helyum) gezegenler arası uzaya sızması;
- ultraviyole radyasyon, yıldırım deşarjı ve diğer bazı faktörlerin etkisi altında atmosferde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar.
Yavaş yavaş bu faktörler oluşumuna yol açtı. üçüncül atmosfer, çok daha düşük bir hidrojen içeriği ve çok daha yüksek bir nitrojen ve karbon dioksit içeriği (amonyak ve hidrokarbonlardan gelen kimyasal reaksiyonların bir sonucu olarak oluşur) ile karakterize edilir.
Azot
Büyük miktarda nitrojen N2'nin oluşumu, amonyak-hidrojen atmosferinin, 3 milyar yıl önce başlayan fotosentez sonucu gezegenin yüzeyinden gelmeye başlayan moleküler oksijen O2 tarafından oksidasyonundan kaynaklanmaktadır. Nitratların ve diğer nitrojen içeren bileşiklerin denitrifikasyonu sonucu atmosfere nitrojen N2 de salınır. Azot, üst atmosferde ozon tarafından NO'ya oksitlenir.
Azot N2 yalnızca belirli koşullar altında (örneğin, yıldırım düşmesi sırasında) reaksiyona girer. Elektrik deşarjları sırasında moleküler nitrojenin ozon tarafından oksidasyonu, nitrojenli gübrelerin endüstriyel üretiminde küçük miktarlarda kullanılır. Etkili yeşil gübre olabilen baklagil bitkilerle rizobiyal simbiyoz oluşturan siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve nodül bakterileri - toprağı tüketmeyen, doğal gübrelerle zenginleştiren bitkiler, düşük enerji tüketimi ile onu oksitleyebilir ve dönüştürebilir. biyolojik olarak aktif bir forma dönüşür.
Oksijen
Oksijenin salınması ve karbondioksitin emilmesiyle birlikte fotosentez sonucunda canlı organizmaların Dünya üzerinde ortaya çıkmasıyla atmosferin bileşimi kökten değişmeye başladı. Başlangıçta oksijen, indirgenmiş bileşiklerin (amonyak, hidrokarbonlar, okyanuslarda bulunan demirin demir formu vb.) oksidasyonu için harcandı. Bu aşamanın sonunda, atmosferdeki oksijen içeriği artmaya başladı. Yavaş yavaş oksitleyici özelliklere sahip modern bir atmosfer oluştu. Bu durum atmosferde, litosferde ve biyosferde meydana gelen birçok süreçte ciddi ve ani değişikliklere neden olduğundan bu olaya Oksijen Felaketi adı verilmiştir.
soy gazlar
Hava kirliliği
Son zamanlarda insanlar atmosferin evrimini etkilemeye başladı. İnsan faaliyetinin sonucu, önceki jeolojik çağlarda biriken hidrokarbon yakıtların yanması nedeniyle atmosferdeki karbondioksit içeriğinde sürekli bir artış olmuştur. Fotosentez sırasında çok büyük miktarlarda CO2 tüketilir ve dünya okyanusları tarafından emilir. Bu gaz, karbonat kayalarının ve bitki ve hayvan kökenli organik maddelerin ayrışmasının yanı sıra volkanizma ve insan endüstriyel faaliyeti nedeniyle atmosfere girmektedir. Son 100 yılda atmosferdeki CO2 içeriği %10 arttı ve büyük kısmı (360 milyar ton) yakıtın yanmasından kaynaklandı. Yakıt yanma hızındaki artış devam ederse, önümüzdeki 200-300 yıl içinde atmosferdeki CO2 miktarı iki katına çıkacak ve küresel iklim değişikliğine yol açabilecektir.
Yakıtın yanması kirletici gazların (CO, SO2) ana kaynağıdır. Kükürt dioksit, atmosferin üst katmanlarında atmosferik oksijen tarafından SO3'e ve nitrojen oksit NO2'ye oksitlenir, bunlar da su buharı ile etkileşime girer ve ortaya çıkan sülfürik asit H2S04 ve nitrik asit HNO3, Dünya'nın yüzeyi sözde formda asit yağmuru. Kullanım
Troposfer
Üst sınırı kutuplarda 8-10 km, ılıman enlemlerde 10-12 km ve tropik enlemlerde 16-18 km yükseklikte; kışın yaza göre daha düşüktür. Atmosferin alt ana katmanı, toplam atmosferik hava kütlesinin %80'inden fazlasını ve atmosferde bulunan tüm su buharının yaklaşık %90'ını içerir. Troposferde türbülans ve konveksiyon oldukça gelişmiştir, bulutlar oluşur, siklonlar ve antisiklonlar gelişir. Yükseklik arttıkça sıcaklık ortalama 0,65°/100 m dikey eğimle azalır
Tropopoz
Troposferden stratosfere geçiş katmanı, atmosferin yükseklikle birlikte sıcaklık düşüşünün durduğu bir katman.
Stratosfer
Atmosferin 11 ila 50 km yükseklikte bulunan katmanı. 11-25 km'lik katmanda (stratosferin alt katmanı) sıcaklıkta hafif bir değişiklik ve 25-40 km'lik katmanda sıcaklığın -56,5'ten 0,8 ° C'ye (stratosferin üst katmanı veya inversiyon bölgesi) artmasıyla karakterize edilir. . Yaklaşık 40 km yükseklikte yaklaşık 273 K (neredeyse 0 °C) değerine ulaşan sıcaklık, yaklaşık 55 km yüksekliğe kadar sabit kalır. Sabit sıcaklıktaki bu bölgeye stratopoz adı verilir ve stratosfer ile mezosfer arasındaki sınırdır.
Stratopoz
Atmosferin stratosfer ile mezosfer arasındaki sınır tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir maksimum (yaklaşık 0 °C) vardır.
Mezosfer
Mezosfer 50 km yükseklikte başlar ve 80-90 km'ye kadar uzanır. Sıcaklık yükseklikle birlikte ortalama (0,25-0,3)°/100 m'lik dikey eğimle azalır. Ana enerji süreci radyant ısı transferidir. Serbest radikalleri, titreşimle uyarılan molekülleri vb. içeren karmaşık fotokimyasal süreçler atmosferik lüminesansa neden olur.
Mezopoz
Mezosfer ve termosfer arasındaki geçiş tabakası. Dikey sıcaklık dağılımında bir minimum vardır (yaklaşık -90 °C).
Karman Hattı
Geleneksel olarak Dünya atmosferi ile uzay arasındaki sınır olarak kabul edilen deniz seviyesinden yükseklik. Karman hattı deniz seviyesinden 100 km yükseklikte bulunmaktadır.
Dünya atmosferinin sınırı
Termosfer
Üst sınır yaklaşık 800 km'dir. Sıcaklık 200-300 km yüksekliğe kadar yükselir, burada 1500 K mertebesindeki değerlere ulaşır, daha sonra yüksek rakımlara kadar neredeyse sabit kalır. Ultraviyole ve X-ışını güneş radyasyonunun ve kozmik radyasyonun etkisi altında, havanın iyonlaşması (“auroralar”) meydana gelir - iyonosferin ana bölgeleri termosferin içinde bulunur. 300 km'nin üzerindeki rakımlarda atomik oksijen hakimdir. Termosferin üst sınırı büyük ölçüde Güneş'in mevcut aktivitesi tarafından belirlenir. Aktivitenin düşük olduğu dönemlerde bu katmanın boyutunda gözle görülür bir azalma meydana gelir.
Termopause
Atmosferin termosfere bitişik bölgesi. Bu bölgede güneş ışınımının emilimi ihmal edilebilir düzeydedir ve sıcaklık gerçekte yükseklikle değişmez.
Ekzosfer (saçılma küresi)
120 km yüksekliğe kadar atmosferik katmanlar
Ekzosfer, termosferin dış kısmı olan ve 700 km'nin üzerinde bulunan bir dağılım bölgesidir. Ekzosferdeki gaz çok nadirdir ve parçacıkları buradan gezegenler arası uzaya sızar (dağılım).
100 km yüksekliğe kadar atmosfer homojen, iyi karışmış bir gaz karışımıdır. Daha yüksek katmanlarda, gazların yüksekliğe göre dağılımı molekül ağırlıklarına bağlıdır; daha ağır gazların konsantrasyonu, Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça daha hızlı azalır. Gaz yoğunluğunun azalması nedeniyle sıcaklık stratosferde 0 °C'den mezosferde -110 °C'ye düşer. Bununla birlikte, 200-250 km yükseklikteki bireysel parçacıkların kinetik enerjisi, ~150 °C sıcaklığa karşılık gelir. 200 km'nin üzerinde zaman ve uzayda sıcaklık ve gazların yoğunluğunda önemli dalgalanmalar gözlenir.
Yaklaşık 2000-3500 km yükseklikte, ekzosfer yavaş yavaş, esas olarak hidrojen atomları olmak üzere, gezegenler arası gazın oldukça nadir parçacıklarıyla dolu olan sözde yakın uzay boşluğuna dönüşür. Ancak bu gaz gezegenler arası maddenin yalnızca bir kısmını temsil ediyor. Diğer kısım kuyruklu yıldız ve meteor kökenli toz parçacıklarından oluşur. Son derece inceltilmiş toz parçacıklarına ek olarak, güneş ve galaktik kökenli elektromanyetik ve korpüsküler radyasyon bu boşluğa nüfuz eder.
Troposfer, atmosferin kütlesinin yaklaşık% 80'ini, stratosfer - yaklaşık% 20'sini oluşturur; mezosferin kütlesi% 0,3'ten fazla değildir, termosfer ise atmosferin toplam kütlesinin% 0,05'inden azdır. Atmosferdeki elektriksel özelliklere göre nötronosfer ve iyonosfer birbirinden ayrılır. Şu anda atmosferin 2000-3000 km yüksekliğe kadar uzandığına inanılıyor.
Atmosferdeki gazın bileşimine bağlı olarak homosfer ve heterosfer ayırt edilir. Heterosfer, yerçekiminin gazların ayrılmasını etkilediği bir alandır, çünkü bu yükseklikte gazların karışması ihmal edilebilir düzeydedir. Bu, heterosferin değişken bir bileşimini ima eder. Bunun altında atmosferin homojen ve iyi karışmış bir kısmı olan homosfer bulunur. Bu katmanlar arasındaki sınıra turbopause denir; yaklaşık 120 km yükseklikte bulunur.
Üst sınırı açıkça görülemediğinden atmosferin kesin boyutu bilinmemektedir. Ancak atmosferin yapısı, herkesin gezegenimizin gaz zarfının nasıl yapıldığına dair fikir edinmesine yetecek kadar incelenmiştir.
Atmosferin fiziğini inceleyen bilim insanları, onu Dünya'nın etrafında, gezegenle birlikte dönen bölge olarak tanımlıyor. FAI aşağıdakileri verir tanım:
- Uzay ve atmosfer arasındaki sınır Karman çizgisi boyunca uzanır. Bu hat, aynı kuruluşun tanımına göre deniz seviyesinden 100 km yükseklikte bulunan bir rakımdır.
Bu çizginin üzerindeki her şey uzaydır. Atmosfer yavaş yavaş gezegenler arası uzaya doğru hareket ediyor, bu yüzden boyutu hakkında farklı fikirler var.
Atmosferin alt sınırıyla her şey çok daha basittir - yer kabuğunun yüzeyinden ve Dünya'nın su yüzeyinden - hidrosferden geçer. Bu durumda, oradaki parçacıklar aynı zamanda çözünmüş hava parçacıkları olduğundan sınırın toprak ve su yüzeyleriyle birleştiği söylenebilir.
Dünyanın büyüklüğüne atmosferin hangi katmanları dahildir?
İlginç gerçek: kışın daha düşük, yazın ise daha yüksektir.
Türbülans, antisiklonlar ve siklonlar bu katmanda ortaya çıkar ve bulutlar oluşur. Havanın oluşumundan sorumlu olan bu küredir; tüm hava kütlelerinin yaklaşık% 80'i içinde bulunur.
Tropopoz, sıcaklığın yükseklikle azalmadığı bir katmandır. Tropopozun üstünde, 11'in üzerinde ve 50 km'ye kadar bir yükseklikte bulunur. Stratosfer, gezegeni ultraviyole ışınlardan koruduğu bilinen bir ozon tabakası içerir. Bu katmandaki hava incedir ve bu da gökyüzünün karakteristik mor rengini açıklar. Buradaki hava akış hızı 300 km/saat'e ulaşabilir. Stratosfer ve mezosfer arasında, maksimum sıcaklığın meydana geldiği bir sınır küresi olan bir stratopoz vardır.
Bir sonraki katman . 85-90 kilometre yüksekliğe kadar uzanır. Mezosferde gökyüzünün rengi siyah olduğundan yıldızlar sabah ve öğleden sonra bile gözlenebilmektedir. Burada atmosferik parıltının meydana geldiği en karmaşık fotokimyasal süreçler gerçekleşir.
Mezosfer ile bir sonraki katman arasında bir mezopoz vardır. Minimum sıcaklığın gözlemlendiği bir geçiş katmanı olarak tanımlanır. Daha yukarıda, deniz seviyesinden 100 kilometre yükseklikte Karman hattı var. Bu çizginin üzerinde termosfer (yükseklik sınırı 800 km) ve “dağılım bölgesi” olarak da adlandırılan ekzosfer bulunmaktadır. Yaklaşık 2-3 bin kilometre yükseklikte yakın uzay boşluğuna geçer.
Atmosferin üst katmanının net olarak görülemediği göz önüne alındığında, boyutunun tam olarak hesaplanması mümkün değildir. Ayrıca farklı ülkelerde bu konuda farklı görüşlere sahip kuruluşlar da bulunmaktadır. bu not alınmalı Karman hattı Farklı kaynaklar farklı sınır işaretleri kullandığından, dünya atmosferinin sınırı yalnızca şartlı olarak düşünülebilir. Böylece bazı kaynaklarda üst sınırın 2500-3000 km yükseklikte geçtiği bilgisini bulabilirsiniz.
NASA, hesaplamalar için 122 kilometre işaretini kullanıyor. Kısa bir süre önce, yaklaşık 118 km'de bulunan sınırın netleştirilmesine yönelik deneyler yapıldı.
Muhtemelen uzay hayali kuranlar, atmosferin neden başka hiçbir yerde olmadığını ve neden sadece Venüs ve Dünya'da olduğunu merak etmişlerdir (şimdilik uyduyu hesaba katmıyoruz)? Ve orada görünmesini nasıl sağlayacağız. Mars'ta ya da Ay'da uzay giysisi olmadan derin nefes almanın imkansız olmasının nedeni nerede?
Bunu anlamak için ikinci kozmik hız kavramını incelememiz ve ayrıca bir molekülün kütlesi ile hız arasındaki ilişkiyi de incelememiz gerekecek.
Dünyanın havası temel olarak şu elementlerden oluşur: oksijen (O) ve nitrojen (N).
İkinci kaçış hızında, boyutu/kütlesi gezegene kıyasla ihmal edilebilecek kadar küçük olan bir cisim sonsuza dek gezegenler arası uzaya uçup gidecek.
Artık bir nitrojen molekülünün en olası hızını ve ikinci kaçış hızını bildiğimizde, bir gaz molekülünün hangi koşullar altında gezegenin yörüngesinde kalacağını belirlemek kolaydır.
Koşul yerine getirilmelidir
veya gezegenin yarıçapı kilometre cinsinden ifade ediliyorsa o zaman
Azot -200 santigrat derece civarında yani Kelvin T=73 derece civarında sıvı hale dönüşür.
Yani, burada zaten bilinen değerleri değiştirerek, gaz halindeki nitrojenin şu durumlarda gezegenin yüzeyinde olabileceğini anlıyoruz:
Dünya için bu oran 62435>21681'dir; bu, nitrojenin Dünya'nın yakınında yalnızca 73 derece Kelvin sıcaklıkta değil, aynı zamanda 210 derece Kelvin'den (yani yaklaşık 400 santigrat derece) yüksek olmayan bir sıcaklıkta da tutulabileceği anlamına gelir. . Gazın sıcaklığı daha yüksek olursa moleküllerin hızı ikinci kaçış hızından daha yüksek olacak ve gezegenler arası uzaya doğru uçmaya başlayacak ve Dünya atmosferini kaybetmeye başlayacak.
Peki ya diğer gezegenler ve nitrojen?
Verileri özet tablosundan alacağız. Güneş sistemindeki gezegenlerin temel özellikleri.
Venüs için (yarıçap=6052, serbest düşme ivmesi=8,6) 52047>21681. Azot gezegen tarafından tutulabilir.
Mars için (yarıçap=3398, yer çekimi ivmesi=3,72) 12641<21681. Азот yapamamak gezegen tarafından tutulacak.
Venüs'te 14 g/mol moleküler kütleye sahip nitrojen bulunduğundan, gezegen aynı zamanda daha yüksek kütleye sahip gazları da tutacaktır (bu, örneğin oksijenin yanı sıra metan, karbondioksit ve diğer türevler anlamına gelir.)
Peki, diyorsunuz ki, peki ya en ağır gaz olan radon? Molekül ağırlığı 226 g/mol'dür!
Radon için gaz sabiti 36.8
Gaz sıcaklığı 343 derece Kelvin'i geçmezse Mars kütlesiyle radon tutabilir. Dolayısıyla evet, Mars radon moleküllerini tutuyor ve muhtemelen kendine çekiyor ancak bu, gezegendeki yaşamı düzenlememize yardımcı olmayacak.
Yazımızın başında atmosferi olan bir uydudan bahsetmiştik. Satürn'ün doğal uydusudur. Titanyum. Yarıçapının 2575 km, yer çekimi ivmesinin ise 1.352 olması dikkat çekiyor.
Yani yukarıdaki kurallara göre uydunun atmosferi olmaması gerekir ama var.
Peki hesaplamalarımız yanlış mı? Ben öyle düşünmüyorum, aksi takdirde birçok temel formülün revize edilmesi gerekecekti.
Bunun nedeni, uydunun "annesi" Satürn'e yakın olması ve böyle bir "komşunun" varlığında moleküllerin ortalama hızı ile ikinci kozmik hız arasındaki türetilmiş yazışmanın o kadar da açık olmamasıdır.
Veya üçüncü bir seçenek olarak, uydudaki atmosferin uzaya "sızdığı", ancak bu kadar miktarda gazı neyin ürettiğini bulmanın hala imkansız olduğu.
Söylenmemiş bir şeyler kaldı... yani
Mars'ta atmosfer olması için ne yapmalıyız?
Schwarzenegger'in başrol oynadığı bilim kurgu filminde olduğu gibi güçlü istasyonlar tarafından oksijen üretilmesi işe yaramayacak... Atmosfer sonunda buharlaşacak.
Bazılarının önerdiği gibi, gezegende termonükleer yükler gibi bir şeyi patlatmanız da aynı talihsiz seçenek olacaktır.
Azotun Mars'ta kalabilmesi için ya gezegenin yarıçapını ya da yerçekimi ivmesini neredeyse iki kat artırmamız gerekiyor.
Yarıçapı artırmak imkansızdır, peki ya hızlanma?
Dünya atmosferinin ağırlığı?? sorusuyla ilgili bölümde yazar tarafından verilmiştir Gregory en iyi cevap Galileo havanın ağırlığını kanıtladı. Tüm atmosferin ağırlığı ne kadardır? Pascal'ın hesaplamalarına göre bu, 10 km çapındaki bir bakır topun ağırlığıyla aynı; yani 5 katrilyon ton!
Tüm atmosferin ağırlığı 5,15 x 10 üzeri 15'inci güç tonudur. bağlantı
Atmosfer basıncını bilmek, atmosferin toplam kütlesini hesaplamanıza olanak tanır. Deniz seviyesindeki ortalama atmosfer basıncı, 760 mm yüksekliğindeki bir cıva sütununun ağırlığına eşdeğerdir. Paragraf 11, dünya yüzeyinin bir santimetrekaresinin üzerinde 760 mm yüksekliğindeki bir cıva sütununun kütlesinin 1033,2 g olduğunu göstermektedir; aynı şey bu cıva sütununun gram cinsinden ağırlığı olacaktır. Açıkçası, deniz seviyesindeki yüzeyin bir santimetrekaresinin üzerindeki atmosferik kolonun ortalama ağırlığı da aynı olacaktır. Dünya yüzeyinin alanını ve kıtaların deniz seviyesinden yüksekliğini bildiğimizde tüm atmosferin toplam ağırlığını hesaplayabiliriz. Yerçekiminin yükseklikle değişimini ihmal edersek, bu ağırlığın sayısal olarak atmosferin kütlesine eşit olduğunu düşünebiliriz.
Atmosferin toplam kütlesi 5 10 ila 21 gramdan veya 5 10 ila 15 tondan biraz fazladır. Bu, Dünya'nın kütlesinden yaklaşık bir milyon kat daha azdır. Aynı zamanda atmosferin toplam kütlesinin yarısı 5 km'nin altında, dörtte üçü 10 km'nin altında ve %95'i 20 km'nin altında yer alır.
Dünyanın atmosferi bir gaz karışımıdır. Azot %78,08, karbondioksit %0,03, argon %0,9325, oksijen %20,95, neon %0,0018, helyum %0,0005, hidrojen %0,00005, kripton %0,000108, ksenon %0,000008, ozon %0,000001, radon %0,000 000000000000006%
Kaynak:
Yanıtlayan: sıska[guru]
DÜNYANIN ATMOSFERİ (Yunan atmosferinden - buhar ve küre), Dünya'nın etrafındaki hava ortamı, onunla birlikte dönüyor; yaklaşık ağırlık. 5,15·1015 t. Dünya yüzeyindeki bileşimi: %78,1 nitrojen, %21 oksijen, %0,9 argon, yüzde birin küçük fraksiyonları halinde karbondioksit, hidrojen, helyum, neon ve diğer gazlar. Aşağı 20 km'de su buharı bulunur (dünya yüzeyine yakın - tropik bölgelerde %3'ten Antarktika'da %2.10-5'e kadar), miktarı yükseklikle hızla azalır.
Yanıtlayan: Avrupalı[guru]
Atmosfer basıncını bildiğimizden, bunun dünya yüzeyinin her metrekaresi için neredeyse tam olarak on ton olduğunu tespit ediyoruz.
yani metrekare başına on ton çarpı 511 milyon kilometre kare = 5111859325225255,3092562483408718 ton.
Şunu ekleyebilirim:
Dünya için atmosferin eşdeğer katmanının kalınlığının yaklaşık sekiz kilometre olduğuna inanılıyor.
(atmosferin eşdeğer katmanı hayali bir değerdir - yukarıdan aşağıya 760 mm Hg'lik bir atmosfer basıncına sahip olsaydı gezegenin atmosferinin sahip olacağı kalınlık)
Venüs'te bu katman yaklaşık 800 km'dir; ayın belki bir buçuk ila iki santimetresi vardır.
